DE102023102199A1

DE102023102199A1 - Leistungsübertragungsverfahren

Info

Publication number: DE102023102199A1
Application number: DE102023102199.0A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kiribuchi
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2022-02-15
Filing date: 2023-01-31
Publication date: 2023-08-17
Also published as: KR20230122980A; CN116613834A; JP2023118277A; US20230261464A1

Abstract

Ein Signal zur Stromversorgung und ein Signal zur Informationsübermittlung werden entsprechend übertragen. Ein Verfahren zum Übertragen eines Signals auf einen Leistungsübertragungspfad umfasst: einen ersten Schritt, in dem ein erster Leistungsübertragungspfad und ein zweiter Leistungsübertragungspfad angeordnet werden; einen zweiten Schritt, in dem ein vorbestimmtes Prozessgerät, das abnehmbar ist, zwischen dem ersten Leistungsübertragungspfad und dem zweiten Leistungsübertragungspfad derart angebracht wird, dass ein Eingangsanschluss des vorbestimmten Prozessgerätes in Kontakt mit dem ersten Leistungsübertragungspfad steht und dass ein Ausgangsanschluss des vorbestimmten Prozessgerätes in Kontakt mit dem zweiten Leistungsübertragungspfad steht; und einen dritten Schritt, in dem ein Eingangssignal dem ersten Leistungsübertragungspfad zugeführt wird und ein Ausgangssignal, das durch Ausführen eines vorbestimmten Prozesses an dem Eingangssignal durch das vorbestimmte Prozessgerät erhalten wird, an den zweiten Leistungsübertragungspfad ausgegeben wird.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungsübertragungsverfahren zum Übertragen eines Signals auf einen Leistungsübertragungspfad.
HINTERGRUND
Für die Leistungsübertragung eines Signals in einem Leistungsübertragungspfad sind viele Leistungsübertragungsverfahren entwickelt worden, und zwar je nachdem, um was für einen Signaltyp es sich handelt. Was ferner die Übertragung eines leistungsbezogenen Signals betrifft, so ist in WO 2018/021534 ein Verfahren zur weitestgehenden Glättung eines Ausgangsstroms in einem Leistungsübertragungspfad offenbar geworden. Des Weiteren offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 5-115173 ein Verfahren zur geeigneten Einstellung einer Ausgangsspannung eines Signals in einem Leistungsübertragungspfad. Darüber hinaus offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2017-184398 ein Verfahren zur einfachen Änderung der Konfiguration eines Leistungsübertragungssystems.
Bei der Leistungsübertragung des Signals im Leistungsübertragungspfad werden beispielsweise unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit, beispielsweise zur Vermeidung von Stromschlägen, unter dem Gesichtspunkt der Signalqualität, beispielsweise zur Vermeidung von Überlagerungen des Signals mit Rauschen, und dergleichen, häufig verschiedene Verbesserungen an den Übertragungsleitungen vorgenommen. Andererseits kann der Freiheitsgrad bei der Gestaltung des Leistungsübertragungspfads eingeschränkt sein, wenn eine solche Verbesserung bei der Leistungsübertragung des Signals angestrebt wird. Wenn der Freiheitsgrad bei der Bildung des Leistungsübertragungspfads eingeschränkt ist, können Größe und Länge des Leistungsübertragungspfads übermäßig groß werden, so dass die Lage in Bezug auf Sicherheit und Signalqualität nicht unbedingt günstig ist.
FAZIT
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht dieser Probleme gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technik zur geeigneten Übertragung eines Signals zur Zuführung von elektrischer Energie und eines Signals zur Übertragung von Informationen bereitzustellen.
Ein Leistungsübertragungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Übertragen eines Signals auf einen Leistungsübertragungspfad, das Verfahren umfassend: einen ersten Schritt, in dem ein erster Leistungsübertragungspfad und ein zweiter Leistungsübertragungspfad angeordnet werden; einen zweiten Schritt, in dem ein vorbestimmtes Prozessgerät, das abnehmbar ist, zwischen dem ersten Leistungsübertragungspfad und dem zweiten Leistungsübertragungspfad derart angebracht wird, dass ein Eingangsanschluss des vorbestimmten Prozessgerätes in Kontakt mit dem ersten Leistungsübertragungspfad steht und dass ein Ausgangsanschluss des vorbestimmten Prozessgerätes in Kontakt mit dem zweiten Leistungsübertragungspfad steht; und einen dritten Schritt, in dem ein Eingangssignal dem ersten Leistungsübertragungspfad zugeführt wird und ein Ausgangssignal, das durch Ausführen eines vorbestimmten Prozesses an dem Eingangssignal durch das vorbestimmte Prozessgerät erhalten wird, an den zweiten Leistungsübertragungspfad ausgegeben wird.
Das Leistungsübertragungsverfahren ist ein Verfahren zur Übertragung eines willkürlichen Signals an einen Leistungsübertragungspfad. Das Signal ist nicht auf ein Signal einer bestimmten Form beschränkt, und Beispiele dafür sind ein Signal für die Stromversorgung und ein Signal zur Informationsübermittlung. Das Leistungsübertragungsverfahren ermöglicht eine geeignete Leistungsübertragung des Signals im Leistungsübertragungspfad basierend auf den physikalischen Eigenschaften des Signals, wie Spannung, Frequenz und Leistungsmenge. Im ersten Schritt werden der erste Leistungsübertragungspfad und der zweite Leistungsübertragungspfad, über die das Signal übertragen wird, angeordnet, aber die Form des ersten Leistungsübertragungspfades und des zweiten Leistungsübertragungspfades ist nicht auf eine bestimmte Form beschränkt, und es können verschiedene Formen eingesetzt werden, solange das vorbestimmte Prozessgerät im zweiten Schritt angebracht werden kann.
Beispielsweise kann im ersten Schritt eine Vielzahl von Buskomponenten vorbereitet werden, wobei die Buskomponenten jeweils ein Grundelement und einen ersten Energieversorgungspfad und einen zweiten Energieversorgungspfad umfassen, die so ausgebildet sind, dass sie sich von einer Kante zu der anderen Kante eines Satzes von gegenüberliegenden Kanten des Grundelements erstrecken. Eine Kante einer der Buskomponenten kann mit einer Kante einer anderen Buskomponente in Kontakt gebracht werden, um beide Buskomponenten miteinander zu koppeln, und der erste Energieversorgungspfad und der zweite Energieversorgungspfad in einer der Buskomponenten und der erste Energieversorgungspfad und der zweite Energieversorgungspfad in einer anderen Buskomponente können verbunden werden, um den ersten Leistungsübertragungspfad und den zweiten Leistungsübertragungspfad zu bilden.
Die Buskomponente umfasst ein Grundelement und mindestens zwei Arten von Energieversorgungspfades, einen ersten Energieversorgungspfad und einen zweiten Energieversorgungspfad. Der Energieversorgungspfad ist ein Teil eines Leistungsübertragungspfades, über den schließlich ein Signal übertragen wird. Vorzugsweise sollte das Grundelement grundsätzlich aus einem isolierenden Element bestehen, um die Übertragung eines Signals in jedem Energieversorgungspfad zu ermöglichen. Das Grundelement ist nicht auf eine bestimmte Gestalt beschränkt, aber wenn jeder im Grundelement enthaltene Energieversorgungspfad als Referenz verwendet wird, weist das Grundelement einen Satz von Kanten auf, der aus einer Kante, die ein Ende jedes Energieversorgungspfads umfasst, und der anderen Kante, die das andere Ende jedes Energieversorgungspfads umfasst, besteht. Der Satz von Kanten kann sich auf der gleichen Ebene oder auf verschiedenen Ebenen befinden. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem der Satz von Kanten des Grundelements auf derselben Ebene liegt, die Gestalt der Ebene eine polygonale Form sein, welche ein Viereck umfasst, oder alternativ kann der Satz von Kanten in einer gekrümmten Form gebildet werden. Außerdem muss der Satz der Kanten nicht unbedingt parallel sein. In einem Fall, in dem ein Satz von Kanten auf verschiedenen Ebenen im Grundelement liegt, kann eine Form beispielhaft sein, in der das Grundelement dreidimensional geformt ist und ein Ende und das andere Ende jedes Energieversorgungspfades verschiedenen Oberflächen des Grundelements ausgesetzt sind, indem der Energieversorgungspfad durch das Innere des Grundelements verläuft. In keinem Fall soll die Form des Grundelements in der vorliegenden Anmeldung als auf eine bestimmte Form beschränkt verstanden werden.
In der Buskomponente sind eine Buskomponente und eine andere Buskomponente derart ausgebildet, dass sie so gekoppelt werden können, dass die Kanten der jeweiligen Grundelemente miteinander in Kontakt sind. In einem Zustand, in dem eine Buskomponente mit einer anderen Buskomponente auf diese Weise gekoppelt ist, sind das Ende des ersten Energieversorgungspfades in einer Buskomponente und das Ende des ersten Energieversorgungspfades in einer anderen Buskomponente verbunden, um einen ersten Leistungsübertragungspfad zu bilden, und das Ende des zweiten Energieversorgungspfades in einer Buskomponente und das Ende des zweiten Energieversorgungspfades in einer anderen Buskomponente sind verbunden, um einen zweiten Leistungsübertragungspfad zu bilden. Das heißt, als Ergebnis der Kopplung der einen Buskomponente und einer anderen Buskomponente, so dass die eine Kante, die das eine Ende jedes Energieversorgungspfades in der einen Buskomponente enthält, und die andere Kante, die das andere Ende jedes Energieversorgungspfades in einer anderen Buskomponente enthält, miteinander in Kontakt sind, wird jeder Energieversorgungspfad verbunden, um schließlich den ersten Leistungsübertragungspfad und den zweiten Leistungsübertragungspfad zu bilden. Bei der Bildung des ersten und des zweiten Leistungsübertragungspfades ist es ausreichend, dass die Enden der jeweiligen Energieversorgungspfade, die mit den jeweiligen Kanten verbunden sind, miteinander in elektrischem Kontakt stehen, und die Kante einer Buskomponente und die Kante einer anderen Buskomponente müssen nicht so miteinander in Kontakt stehen, dass sie miteinander über den gesamten Bereich vollständig übereinstimmen.
Durch sequentielles Koppeln der Buskomponenten unter Verwendung der Buskomponente, die wie vorstehend beschrieben eingerichtet ist, so dass die Kanten der Buskomponenten miteinander in Kontakt stehen, ist es möglich, einen Leistungsübertragungspfad mit einer erforderlichen Länge auszubilden. Je mehr Geräte beispielsweise Signale über einen Leistungsübertragungspfad empfangen, desto mehr Buskomponenten können gekoppelt werden, um Raum für die Verbindung zwischen den Geräten und dem Leistungsübertragungspfad zu gewährleisten. Obwohl in jeder der gekoppelten Buskomponenten ein Energieversorgungspfad ausgebildet ist, müssen die Energieversorgungspfade in den jeweiligen Buskomponenten nicht die gleiche Gestalt aufweisen. Um die erforderlichen Formen und Längen des ersten und zweiten Leistungsübertragungspfades zu bilden, können Buskomponenten mit unterschiedlichen Energieversorgungspfaden entsprechend kombiniert und gekoppelt werden.
Bei dem Leistungsübertragungsverfahren der vorliegenden Anmeldung wird dann, nachdem der erste Leistungsübertragungspfad und der zweite Leistungsübertragungspfad im ersten Schritt angeordnet und gebildet wurden, ein vorbestimmtes Prozessgerät zwischen dem ersten Leistungsübertragungspfad und dem zweiten Leistungsübertragungspfad angebracht. Das heißt, die Anbringung des vorbestimmten Prozessgeräts erfolgt später in Bezug auf die Platzierung des ersten Leistungsübertragungspfades und des zweiten Leistungsübertragungspfades. Das vorbestimmte Prozessgerät ist ein Gerät, das dazu eingerichtet ist, über den Eingangsanschluss vom ersten Leistungsübertragungspfad in das Gerät eingegeben zu werden, einen vorbestimmten Prozess an dem Signal im Gerät auszuführen und das Signal über den Ausgangsanschluss an den zweiten Leistungsübertragungspfad auszugeben. Ein Beispiel für ein vorbestimmtes Prozessgerät kann eine Spannungsumwandlungsvorrichtung (ein so genannter Wandler) sein. Das heißt, bei dem Leistungsübertragungsverfahren kann das vorbestimmte Prozessgerät dazu eingerichtet sein, einen Spannungsumwandlungsprozess als den vorbestimmten Prozess an einem Signal auszuführen, das in den Eingangsanschluss eingegeben wird, und im dritten Schritt kann der Spannungsumwandlungsprozess an dem Eingangssignal, das in den ersten Leistungsübertragungspfad eingegeben wird, durch das vorbestimmte Prozessgerät ausgeführt werden, und die Spannung des zweiten Leistungsübertragungspfades kann unter Verwendung des Ausgangssignals auf eine vorbestimmte Spannung eingestellt werden.
Als ein weiteres Verfahren des vorbestimmten Prozessgeräts wird das vorbestimmte Prozessgerät, wenn ein Signal, das sich auf Informationen (Daten) bezieht, an den ersten Leistungsübertragungspfad übertragen wird, als Verstärkungsgerät (sogenanntes Verstärkungsgerät) verwendet, derart, dass das vorbestimmte Prozessgerät nachgerüstet werden kann, um auf einfache Weise ein verstärktes Signal an den zweiten Leistungsübertragungspfad auszugeben. Das vorbestimmte Prozessgerät ist nicht auf diese Beispiele beschränkt, und der Signalverarbeitungsinhalt in dem vorbestimmten Prozessgerät kann unter Berücksichtigung der Charakteristik des Signalausgangs auf dem zweiten Leistungsübertragungspfad definiert werden.
Um die Nachrüstung des vorbestimmten Prozessgerätes an den ersten Leistungsübertragungspfad und den zweiten Leistungsübertragungspfad zu vereinfachen, wird derart ein elektrischer Verbindungszustand ausgebildet, in welchem der Eingangsanschluss und der Ausgangsanschluss des Gerätes mit den jeweiligen Leistungsübertragungspfaden in Kontakt stehen. Für die Nachrüstung des vorbestimmten Prozessgeräts ist es vorteilhaft, eine bekannte Befestigungstechnik (z. B. Einklinken, Verschrauben usw.) zu verwenden, um den Kontakt des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses mit den jeweiligen Leistungsübertragungspfaden stabil zu halten.
Dann wird im dritten Schritt ein Signal über den ersten Leistungsübertragungspfad in das vorbestimmte Prozessgerät eingegeben, und das Signal, das in dem Gerät dem vorbestimmten Prozess unterzogen wird, wird über den zweiten Leistungsübertragungspfad ausgegeben. Wie vorstehend beschrieben, ist es bei dem Leistungsübertragungsverfahren möglich, durch Verwendung der Konfiguration, in welcher das vorbestimmte Prozessgerät nachträglich in den ersten Leistungsübertragungspfad und den zweiten Leistungsübertragungspfad eingerichtet ist, den Freiheitsgrad der Konfiguration des gesamten Leistungsübertragungspfades zur Übertragung eines Signals zu erhöhen und dadurch ein Signal zur Stromversorgung und ein Signal zur Informationsübermittlung geeignet zu übertragen.
Ferner können bei dem vorstehend beschriebenen Leistungsübertragungsverfahren im ersten Schritt der erste Leistungsübertragungspfad und der zweite Leistungsübertragungspfad in derselben Ebene angeordnet sein, und im zweiten Schritt kann das vorbestimmte Prozessgerät so angebracht werden, dass es in den ersten Leistungsübertragungspfad und den zweiten Leistungsübertragungspfad eingreift. Alternativ können im ersten Schritt der erste Leistungsübertragungspfad und der zweite Leistungsübertragungspfad auf verschiedenen Ebenen angeordnet werden, und im zweiten Schritt wird das vorbestimmte Prozessgerät so angebracht, dass es zwischen dem ersten Leistungsübertragungspfad und dem zweiten Leistungsübertragungspfad liegt. Die Form der Anbringung des vorbestimmten Prozessgerätes ist derart nicht beschränkt, und es kann auch eine Form verwendet werden, die nachträglich in den ersten Leistungsübertragungspfad und den zweiten Leistungsübertragungspfad eingesetzt werden kann.
Ferner kann bei dem vorstehend beschriebenen Leistungsübertragungsverfahren das vorbestimmte Prozessgerät einen ersten Ausgangsanschluss und einen zweiten Ausgangsanschluss mit unterschiedlichen Ausgangsspannungen aufweisen, der zweite Leistungsübertragungspfad kann zwei diskontinuierliche Leistungsübertragungspfade umfassen, und wenn das vorbestimmte Prozessgerät im zweiten Schritt angebracht wird, kann der erste Ausgangsanschluss mit einem der beiden diskontinuierlichen Leistungsübertragungspfade in Kontakt kommen und der zweite Ausgangsanschluss mit dem anderen der beiden diskontinuierlichen Leistungsübertragungspfade in Kontakt kommen. Durch die Verwendung einer solchen Konfiguration können zwei Arten von Signalen mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften leicht an jeden der beiden diskontinuierlichen Leistungsübertragungspfade ausgegeben werden, die im zweiten Leistungsübertragungspfad enthalten sind, indem ein vorbestimmtes Prozessgerät nachgerüstet wird.
Ein Signal zur Stromversorgung und ein Signal zur Informationsübermittlung können auf geeignete Weise übertragen werden.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Stromversorgungssystems veranschaulicht;
2 ist eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung in dem in 1 dargestellten Stromversorgungssystem;
3A ist ein erstes Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Buskomponente veranschaulicht, die einen Gleichstrombus (DC) bildet;
3B ist ein zweites Diagramm, das eine schematische Konfiguration der Buskomponente veranschaulicht, die den Gleichstrombus bildet;
3C ist ein drittes Diagramm, das eine schematische Konfiguration der Buskomponente veranschaulicht, die den Gleichstrombus bildet;
3D ist ein viertes Diagramm, das eine schematische Konfiguration der Buskomponente veranschaulicht, die den Gleichstrombus bildet;
3E ist ein fünftes Diagramm, das eine schematische Konfiguration der den DC-Bus bildenden Buskomponente veranschaulicht;
3F ist ein sechstes Diagramm, das eine schematische Konfiguration der Buskomponente veranschaulicht, die den Gleichstrombus bildet;
3G ist ein siebtes Diagramm, das eine schematische Konfiguration der Buskomponente veranschaulicht, die den Gleichstrombus bildet;
3H ist ein achtes Diagramm, das eine schematische Konfiguration der den Gleichstrombus bildenden Buskomponente veranschaulicht;
3I ist ein neuntes Diagramm, das eine schematische Konfiguration der den Gleichstrombus bildenden Buskomponente veranschaulicht;
4A ist ein erstes Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines aus Buskomponenten bestehenden Gleichstrombusses veranschaulicht;
4B ist ein zweites Diagramm, das eine schematische Konfiguration des durch die Buskomponenten gebildeten DC-Busses veranschaulicht;
4C ist ein drittes Diagramm, das eine schematische Konfiguration des durch die Buskomponenten gebildeten DC-Busses veranschaulicht;
4D ist ein viertes Diagramm, das eine schematische Konfiguration des durch die Buskomponenten gebildeten DC-Busses veranschaulicht;
5 ist ein Flussdiagramm, das den Prozessablauf eines Verfahrens zur Bildung eines Gleichstrombusses unter Verwendung von Buskomponenten veranschaulicht; und
6 ist ein fünftes Diagramm, das eine schematische Konfiguration des durch die Buskomponenten gebildeten DC-Busses veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden. In der vorliegenden Offenbarung wird ein Treiber, der Antriebsleistung für den Antrieb eines Motors zuführt, als beispielhafte Form einer Vorrichtung mit einem Leistungsübertragungspfad, der ein Signal überträgt, dargestellt, aber die technische Idee der vorliegenden Offenbarung kann auch auf andere Vorrichtungen als den Treiber angewendet werden. Im Treiber wird ein Signal, das sich auf die Leistung bezieht, über den Leistungsübertragungspfad übertragen, d. h. es wird eine Stromversorgung (Power Feeding) ausgeführt.
Erste Ausführungsform
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Stromversorgungssystems veranschaulicht, das einem Motor und seinen Peripheriegeräten (beispielsweise einem Relais) Antriebsenergie zuführt. Das Stromversorgungssystem umfasst einen Wandler 10, einen Treiber 20 und einen Treiber 30. Der Wandler 10 empfängt die Zufuhr von Wechselstromleistung (engl.: „alternating current (AC) power“) von einer AC-Stromversorgung 7 über eine Stromleitung 7a und gibt Gleichstromleistung aus. Die ausgegebene Gleichstromleistung wird dem Treiber 20 und dem Treiber 30, die neben dem Wandler 10 angeordnet sind, über einen DC-Bus zugeführt. Der DC-Bus ist ein Leistungsübertragungspfad, über den ein Signal, das sich auf die Leistung bezieht, übertragen wird, und dessen ausführliche Konfiguration später beschrieben wird.
Der Treiber 20 führt die Steuerung eines Motors 2 derart aus, basierend auf einem Befehl von einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) oder dergleichen (nicht veranschaulicht). Die Steuerung des Treibers 20 empfängt ein Betriebsbefehlssignal, das sich auf den Vorgang (die Bewegung) des Motors 2 von der Host-Vorrichtung über das Netzwerk bezieht, und ein Erfassungssignal von einem am Motor 2 angebrachten Encoder, und berechnet einen Befehlswert, der sich auf die Servosteuerung für den Antrieb des Motors 2 bezieht. Der Treiber 20 umfasst einen Wechselrichter darin, erzeugt Antriebsleistung zum Antreiben des Motors 2 aus dem DC-Bus entsprechend dem berechneten Befehlswert und führt dem Motor 2 die Antriebsleistung über die Stromleitung 2a zu. Die Steuerung des Treibers 20 ist dazu eingerichtet, den Motor 2 zusätzlich zur Servosteuerung zu steuern. Beispielsweise wird der Motor 2 von der Steuerung 20 angetrieben und derart gesteuert, dass er vorbestimmte Geräte antreibt. Beispielsweise können verschiedene mechanische Vorrichtungen (z. B. ein Arm eines Industrieroboters oder eine Fördervorrichtung) als Ausrüstung dienen, und der Motor 2 ist in der Vorrichtung als Stellglied eingebaut, das die Ausrüstung antreibt. Der Motor 2 ist ein AC-Servomotor. Alternativ kann der Motor 2 auch ein Induktionsmotor oder ein Gleichstrommotor sein. Der Motor 2 umfasst eine Erfassungsscheibe, die sich in Verbindung mit der Drehung jedes Rotors dreht und einen Encoder umfasst, der in der Lage ist, den Drehzustand des Rotors zu erfassen.
Der Treiber 30 umfasst im Wesentlichen auch eine Wechselrichtereinrichtung, die ähnlich wie der Treiber 20 Strom vom DC-Bus empfängt und dabei Antriebsleistung des Motors 3 erzeugt und die Antriebsleistung dem Motor 3 über eine Stromleitung 3a zuführt. Weiterhin ist der Treiber 30 dazu eingerichtet, über eine Stromleitung 4a Antriebsleistung einer Relaiseinrichtung 4 zuführen zu können, in welcher eine andere Antriebseinrichtung als der Motor 3 angeordnet ist. Die Relaiseinrichtung 4 wird zum Ausführen eines vorbestimmten Schaltvorgangs oder dergleichen in der Einrichtung verwendet, in welcher die Motoren 2, 3 eingebaut sind, und die Antriebsspannungen der Wechselrichtereinrichtungen, die die Antriebsleistung der Motoren 2, 3 erzeugen, unterscheiden sich von der Antriebsspannung der Relaiseinrichtung 4. Beispielsweise können die ersten Antriebsspannungen 350 V und die zweiten Antriebsspannungen 24 V betragen.
Nachfolgend wird mit Bezug auf 2 eine elektrische Ausgestaltung des in 1 eingerichteten Stromversorgungssystems beschrieben. In dem Stromversorgungssystem wird der von der AC-Stromversorgung 7 über die Stromleitung 7a zugeführte Strom durch den Wandler 10 in Gleichstromleistung umgewandelt und an einen Leistungsübertragungspfad 11, der ein DC-Bus ist, ausgegeben. Die Spannung im Leistungsübertragungspfad 11 beträgt beispielsweise 350 V. Das Bezugszeichen 50 in 2 bezeichnet eine Konfiguration, die den Leistungsübertragungspfad 11 umfasst und Gleichstromleistung an den Treiber 20 und den Treiber 30 ausgibt, und wird in der vorliegenden Anmeldung als „DC-Busvorrichtung 50“ bezeichnet. Die Länge des Leistungsübertragungspfads 11 in der Gleichstrombusvorrichtung 50 wird entsprechend der Anzahl der an das Stromversorgungssystem angeschlossenen Treiber angepasst. Erhöht sich beispielsweise die Anzahl der angeschlossenen Treiber, wird eine später zu beschreibende Buskomponente (vgl. 3A usw.) hinzugefügt, um den Leistungsübertragungspfad 11 mit einer angemessenen Länge auszubilden.
Ferner ist in der DC-Busvorrichtung 50 ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (nachfolgend einfach als „Wandler“ bezeichnet) 15, der die Gleichstromleistung des Leistungsübertragungspfades 11 empfängt und einen vorbestimmten Spannungsumwandlungsprozess zur Umwandlung der Eingangsspannung in eine gewünschte Gleichspannung ausführt, zwischen dem Leistungsübertragungspfad 11 und einem Leistungsübertragungspfad 12 angeordnet. Der Wandler 15 ist dazu eingerichtet, später an die zuvor gebildeten Leistungsübertragungspfade 11, 12 angeschlossen zu werden, was später ausführlich beschrieben wird. Der Ausgangsanschluss des Wandlers 15 ist mit dem Leistungsübertragungspfad 12 verbunden, und die vom Wandler 15 umgewandelte Ausgangsspannung wird an den Leistungsübertragungspfad 12 angelegt. In der Ausführungsform beträgt die Ausgangsspannung des Wandlers 10 350 V, welche an den Leistungsübertragungspfad 11 angelegt und in den Wandler 15 eingegeben wird.
Außerdem beträgt die Ausgangsspannung des Stromrichters 15 24 V, welche an den Leistungsübertragungspfad 12 angelegt wird. Die Relaiseinrichtung 4 ist über die Stromleitung 4a mit dem Leistungsübertragungspfad 12 verbunden, und die Spannung des Leistungsübertragungspfads 12 liegt an der Relaiseinrichtung 4 an.
Der Treiber 20 und der Treiber 30 sind an die DC-Busvorrichtung 50 angeschlossen und werden jeweils mit der Gleichstromleistung des Leistungsübertragungspfads 11 zugeführt. Hierzu wird die Konfiguration der internen Schaltung des Treibers 20 beschrieben, insbesondere eine Eingabeeinheit 200, in die durch Verbindung mit der DC-Busvorrichtung 50 Gleichstromleistung aus dem Leistungsübertragungspfad 11 eingegeben wird. Die Eingabeeinheit 200 ist ein Abschnitt, in welchen Gleichstromleistung von außen in den Treiber 20 eingegeben wird, und die in die Eingabeeinheit 200 eingegebene Gleichstromleistung wird einem Wechselrichter 26 zugeführt, der sich auf der stromabwärtigen Seite befindet. Der Wechselrichter 26 selbst basiert auf einer bekannten Technik, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
In der Eingabeeinheit 200 sind auf einem positivseitigen Pfad eines Stromversorgungspfades 21 ein Widerstand 22 und ein Relais 23 bereitgestellt, welche eine Schutzschaltung bilden, die verhindert, dass ein Einschaltstrom vom Leistungsübertragungspfad 11 der DC-Busvorrichtung 50 in die Eingabeeinheit 200 fließt. In der Schutzschaltung sind der Widerstand 22 und das Relais 23 parallel geschaltet. In einem Zustand, in dem das Relais 23 ausgeschaltet ist, fließt der durch den positivseitigen Pfad fließende Strom durch den Widerstand 22, und in einem Zustand, in dem das Relais 23 eingeschaltet ist, fließt der Strom so, dass er den Widerstand 22 umgeht. Genauer gesagt befindet sich das Relais 23 zu einem Anfangszeitpunkt in einem Aus-Zustand, wenn Strom von der DC-Busvorrichtung 50 zugeführt wird, und ein Strom fließt durch den Widerstand 22 auf dem positivseitigen Pfad, wodurch der Spitzenwert des Einschaltstroms reduziert wird. Dann wird das Relais 23 eingeschaltet, wenn eine vorbestimmte Zeit seit dem Beginn der Stromversorgung verstrichen ist. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass der Widerstand 22 Strom aus der DC-Busvorrichtung 50 verbraucht. Alternativ kann anstelle des Widerstands 22 auch ein positiver Temperaturkoeffizient (PTC) und anstelle des Relais 23 ein Halbleiterschaltelement verwendet werden. Dasselbe gilt für einen Widerstand 22a und ein Relais 23a, die später beschrieben werden.
Außerdem ist in der Eingabeeinheit 200 zwischen dem positiven Pfad und dem negativen Pfad ein Kondensator 25 angeordnet. Der Kondensator 25 ist so angeordnet, dass er die Spannungsschwankung des Stromversorgungspfades 21 in einem zulässigen Bereich hält. Es ist auch möglich, regenerative Energie von dem durch den Treiber 20 angetriebenen Motor 2 zu speichern. Eine Entladeschaltung 24 zum Entladen der im Kondensator 25 gespeicherten Energie ist zwischen dem positivseitigen Pfad und dem negativseitigen Pfad des Stromversorgungspfades 21 angeschlossen. Die Entladeschaltung 24 umfasst einen Widerstand zur Leistungsaufnahme und einen Schaltkreis zur Steuerung der Spannungsanlegung an den Widerstand, wobei die Konfiguration selbst auf einer bekannten Technik basiert und daher auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird.
Darüber hinaus umfasst der Treiber 30 auch eine Eingabeeinheit 300, die eine Konfiguration aufweist, die der des Treibers 20 im Wesentlichen ähnlich ist, in welcher eine Schutzschaltung mit einem Widerstand 32 und einem Relais 33, eine Entladeschaltung 34 und ein Kondensator 35 auf einem positivseitigen Pfad eines Leistungsversorgungspfades 31 bereitgestellt sind. Das Anschlussverfahren des Standes der Technik kann zweckmäßigerweise für den Anschluss jeweils des Stromversorgungspfades 21 des Treibers 20 und des Stromversorgungspfades 31 des Treibers 30 an den Leistungsübertragungspfad 11 der DC-Busvorrichtung 50 verwendet werden. Der Treiber 30 weist einen Wechselrichter 36 auf.
Als nächstes wird der Aufbau des Leistungsübertragungspfads 11 und des Leistungsübertragungspfads 12 in der DC-Busvorrichtung 50 mit Bezug auf die 3A bis 3I und 4A bis 4D beschrieben. 3A bis 3I veranschaulichen jeweils eine schematische Konfiguration eines Leistungsübertragungspfads in der DC-Busvorrichtung, d.h. einer den DC-Bus bildenden Buskomponente, und 4A bis 4D veranschaulichen eine schematische Konfiguration eines Leistungsübertragungspfads, der durch Verbindung der in den jeweiligen Zeichnungen dargestellten Buskomponenten gebildet wird. Zunächst wird die Buskomponente 100 beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3A wird eine Buskomponente 100 gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben. Die in 3A dargestellte Buskomponente 100 ist eine Komponente, die dazu eingerichtet ist, den Leistungsübertragungspfad 11 und den Leistungsübertragungspfad 12 in der DC-Busvorrichtung 50 zu bilden, indem sie mit einer anderen Buskomponente 100 gekoppelt wird. Die Buskomponente 100 umfasst ein Grundelement 101, das in einer in 3A veranschaulichten Vorderansicht eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt aufweist, und die Kanten 104, 105, die der linken und rechten Seite des Grundelements 101 entsprechen, entsprechen den Kanten, die in Kontakt kommen, wenn die Buskomponenten 100 miteinander gekoppelt sind. Das heißt, die Buskomponenten 100 werden derart gekoppelt, dass die linke Kante 104 einer anderen Buskomponente 100 mit der rechten Kante 105 einer Buskomponente 100 in Kontakt steht, und die Kopplung wird beliebig oft wiederholt, wodurch die Leistungsübertragungspfade 11, 12 mit einer gewünschten Länge gebildet werden können.
Insbesondere ist das Grundelement 101 aus einem isolierenden Element gebildet, und ein Paar von Energieversorgungspfaden 102 und ein Paar von Energieversorgungspfaden 103, die derart aus einem linearen Metallelement gebildet sind, dass sie teilweise auf der Oberfläche des Grundelements 101 freiliegen, sind eingebettet. In einem ersten Bereich L1 der oberen Hälfte des Grundelements 101 sind zwei Energieversorgungspfade 102 angeordnet, die sich von der Kante 104 bis zur Kante 105 erstrecken. In einem zweiten Bereich L2 der unteren Hälfte des Grundelements 101 sind zwei Energieversorgungspfade 103 angeordnet, die sich von der Kante 104 bis zur Kante 105 erstrecken. Die Energieversorgungspfade 102, 103 sind parallel zueinander, ihre jeweiligen Enden liegen an der Kante 104 frei, und ihre jeweiligen Enden liegen auch an der Kante 105 frei. Vorsprünge 102a, 103a sind in der Nähe der Enden auf der Seite der Kante 104 der jeweiligen Energieversorgungspfade 102, 103 bereitgestellt, und Ausnehmungen 102b, 103b sind in der Nähe der Enden auf der Seite der Kante 105 der jeweiligen Energieversorgungspfade 102, 103 bereitgestellt. Die Ausnehmungen 102b, 103b sind so bemessen, dass die Vorsprünge 102a, 103a in geeigneter Weise eingepasst werden können.
Beim Koppeln der beiden Buskomponenten 100 werden daher die Vorsprünge 102a, 103a der einen Buskomponente 100 in die Ausnehmungen 102b, 103b der anderen Buskomponente 100 eingepasst, derart, dass die eine Kante 104 mit der anderen Kante 105 in Kontakt kommt. Somit kommen die jeweiligen Enden der Energieversorgungspfade 102, 103 in der einen Buskomponente 100 mit den jeweiligen Enden der Energieversorgungspfade 102, 103 in einer anderen Buskomponente 100 in Kontakt und bilden derart einen elektrisch kontinuierlichen Energieversorgungspfad, d.h. einen Leistungsübertragungspfad (einen DC-Bus oder einen Teil des DC-Busses). Durch die sequentielle Kopplung der Buskomponenten 100 kann die Länge des Leistungsübertragungspfades durch die kontinuierlichen Leistungsübertragungspfade 102, 103 beliebig eingestellt werden. Darüber hinaus kann eine bekannte Befestigungsmethode (Einklinken oder Verschrauben) eingesetzt werden, um den Kopplungszustand der beiden Buskomponenten stabil zu halten.
Bezüglich der Kopplung der Buskomponenten 100 müssen nicht notwendigerweise gleichartige Buskomponenten gekoppelt werden, sondern die Kopplung kann durch geeignete Kombination der später in den 3B bis 3I zu beschreibenden Buskomponenten 100 und von Buskomponenten ausgeführt werden, die in der vorliegenden Anmeldung nicht beschrieben sind, aber von einem Fachmann gemäß der vorliegenden Offenbarung erdacht werden können, um schließlich die erforderliche Gestalt und Größe des Leistungsübertragungspfades zu erreichen.
<Zweite Ausführungsform>
Eine Buskomponente 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird mit Bezug auf 3B beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3B derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform das Paar von Energieversorgungspfaden 102, die sich von der Kante 104 zur Kante 105 erstrecken, in dem ersten Bereich L1 der oberen Hälfte des Grundelements 101 angeordnet, aber der Energieversorgungspfad 103 ist nicht in dem zweiten Bereich L2 der unteren Hälfte des Grundelements 101 gebildet. Das heißt, wenn die Buskomponente 100 der vorliegenden Ausführungsform mit einer anderen Buskomponente gekoppelt ist, kann der Energieversorgungspfad nur auf der Seite des ersten Bereichs L1 der oberen Hälfte des Grundelements 101 verlängert werden.
<Dritte Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3C wird eine Buskomponente 100 gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3C derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform das Paar von Energieversorgungspfaden 103, die sich von der Kante 104 zur Kante 105 erstrecken, in dem zweiten Bereich L2 der unteren Hälfte des Grundelements 101 angeordnet, aber der Energieversorgungspfad 102 ist nicht in dem ersten Bereich L1 der oberen Hälfte des Grundelements 101 gebildet. Das heißt, wenn die Buskomponente 100 der vorliegenden Ausführungsform mit einer anderen Buskomponente gekoppelt ist, kann der Energieversorgungspfad nur auf der Seite des zweiten Bereichs L2 der unteren Hälfte des Grundelements 101 verlängert werden.
<vierte Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3D wird eine Buskomponente 100 gemäß einer vierten Ausführungsform beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3D derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Die vorliegende Form ist eine Modifikation der in 3B dargestellten Ausführungsform. Das heißt, in der Ausführungsform, bei der der Energieversorgungspfad 103 nicht in dem zweiten Bereich L2 gebildet ist und das Paar von Energieversorgungspfaden 102 in dem ersten Bereich L1 in dem Grundelement 101 gebildet ist, ist der Energieversorgungspfad 102 in dem Mittelpunkt in der Breitenrichtung (die Links-Rechts-Richtung in der Zeichnung ist die Breitenrichtung) des Grundelements 101 aufgeteilt, und ein rechtsseitiger Energieversorgungspfad 102R und ein linksseitiger Energieversorgungspfad 102L sind gebildet. Somit sind der rechtsseitige Energieversorgungspfad 102R und der linksseitige Energieversorgungspfad 102L nicht direkt elektrisch verbunden. Alternativ kann in der Form, in der der Energieversorgungspfad 102 nicht in dem ersten Bereich L1 und der Energieversorgungspfad 103 in dem zweiten Bereich L2 in dem Grundelement 101 gebildet ist, der Energieversorgungspfad 103 in dem Mittelpunkt in der Breitenrichtung des Grundelements 101 aufgeteilt werden, und ein rechtsseitiger Energieversorgungspfad und ein linksseitiger Energieversorgungspfad können gebildet werden.
<Fünfte Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3E wird eine Buskomponente 100 gemäß einer fünften Ausführungsform beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3E derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Die vorliegende Form ist eine Modifikation der in 3A dargestellten Form. Das heißt, in der Form, in der das Paar von Energieversorgungspfaden 102 in dem ersten Bereich L1 basiert und das Paar von Energieversorgungspfaden 103 in dem zweiten Bereich L2 in dem Grundelement 101 gebildet wird, wird der Energieversorgungspfad 102 im Mittelpunkt in der Breitenrichtung des Grundelements 101 aufgeteilt, der rechtsseitige Energieversorgungspfad 102R und der linksseitige Energieversorgungspfad 102L werden gebildet, der Energieversorgungspfad 103 wird im Mittelpunkt in der Breitenrichtung des Grundelements 101 aufgeteilt, und der rechtsseitige Energieversorgungspfad 103R und der linksseitige Energieversorgungspfad 103Lwerden gebildet. Daher sind der rechtsseitige Energieversorgungspfad 102R und der linksseitige Energieversorgungspfad 102L nicht direkt elektrisch verbunden, und der rechtsseitige Energieversorgungspfad 103R und der linksseitige Energieversorgungspfad 103L sind nicht direkt elektrisch verbunden.
<Sechste Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3F wird eine Buskomponente 100 gemäß einer sechsten Ausführungsform beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3F derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Die vorliegende Form ist eine Modifikation der in 3A dargestellten Form. Das heißt, in der Form, in der das Paar von Energieversorgungspfaden 102 in dem ersten Bereich L1 gebildet ist und das Paar von Energieversorgungspfaden 103 in dem zweiten Bereich L2 in dem Grundelement 101 gebildet wird, wird der Energieversorgungspfad 103 im Mittelpunkt in der Breitenrichtung des Grundelements 101 aufgeteilt, und ein rechtsseitiger Energieversorgungspfad 103R und ein linksseitiger Energieversorgungspfad 103L werden gebildet. Daher sind der rechtsseitige Energieversorgungspfad 103R und der linksseitige Energieversorgungspfad 103L nicht direkt elektrisch verbunden. Alternativ kann in der Form, in der der Energieversorgungspfad 102 in dem ersten Bereich L1 und der Energieversorgungspfad 103 in dem zweiten Bereich L2 in dem Grundelement 101 derart gebildet ist, der Energieversorgungspfad 102 in dem Mittelpunkt in der Breitenrichtung des Grundelements 101 aufgeteilt werden, und ein rechtsseitiger Energieversorgungspfad und ein linksseitiger Energieversorgungspfad können gebildet werden.
<Siebte Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3G wird eine Buskomponente 100 gemäß einer siebten Ausführungsform beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3G derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Insbesondere sind in der vorliegenden Form zwei Energieversorgungspfade 112 derart gebildet, dass sie in den ersten Bereich L1 und den zweiten Bereich L2 des Grundelements 101 eingreifen. Das heißt, der Energieversorgungspfad 112 ist ein Pfad, der die linke Seite des ersten Bereichs L1 und die rechte Seite des zweiten Bereichs L2 im Grundelement 101 verbindet und zum Umschalten zwischen Erregung im ersten Bereich L1 und Erregung auf der Seite des zweiten Bereichs L2 dient. Alternativ kann der Energieversorgungspfad 112 derart ausgebildet sein, dass er die rechte Seite des ersten Bereichs L1 und die linke Seite des zweiten Bereichs im Grundelement 101 verbindet.
<achte Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3H wird eine Buskomponente 100 gemäß einer achten Ausführungsform beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3H derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Konkret sind in der vorliegenden Form zwei Energieversorgungspfade 113 in dem Grundelement 101 ausgebildet. Der Energieversorgungspfad 113 ist derart ausgebildet, dass in Bezug auf die Kante 104 des Grundelements 101 ein Energieversorgungspfad, der sich von der Kante 104 in Richtung der Kante 105 erstreckt, in der Mitte der Breitenrichtung des Grundelements 101 in die Seite des ersten Bereichs L1 und die Seite des zweiten Bereichs L2 verzweigt. In 3H ist einer der beiden Energieversorgungspfade 113 durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet, um das Verständnis der Zeichnung zu erleichtern. Alternativ kann der Energieversorgungspfad 113 so geformt sein, dass in Bezug auf die Kante 104 des Grundelements 101 ein Energieversorgungspfad, der sich von der Kante 105 in Richtung der Kante 105 erstreckt, in der Mitte der Breitenrichtung des Grundelements 101 in die Seite des ersten Bereichs L1 und die Seite des zweiten Bereichs L2 verzweigt.
<neunte Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3I wird eine Buskomponente 100 entsprechend einer neunten Form beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3I derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Konkret sind in der vorliegenden Ausführungsform ein Paar von Energieversorgungspfaden 112 (vgl. 3G) und ein Paar von Energieversorgungspfaden 114 in dem Grundelement 101 ausgebildet. Wie in der achten Ausführungsform beschrieben, ist der Energieversorgungspfad 114 ein Energieversorgungspfad, der gebildet wird, um die rechte Seite des ersten Bereichs L1 und die linke Seite des zweiten Bereichs im Grundelement 101 zu verbinden. Auch in der vorliegenden Form sind die beiden Energieversorgungspfade 114 durch gestrichelte Linien gekennzeichnet, um die Zeichnung übersichtlicher zu gestalten.
<Bildung des Leistungsübertragungspfades>
Nachfolgend wird der Aufbau eines Leistungsübertragungspfades unter Verwendung der in den 3A bis 3I dargestellten Buskomponenten unter Bezugnahme auf die 4A bis 4D beschrieben. In 4A sind zwei Arten von Leistungsübertragungspfaden dargestellt, an die unterschiedliche Gleichspannungen angelegt werden. Beispielsweise ist wie bei der DC-Busvorrichtung 50 in 2 ein Leistungsübertragungspfad, an den eine hohe Spannung (z. B. 350 V) angelegt wird, auf der Oberseite und ein Leistungsübertragungspfad, an den eine niedrige Spannung (z. B. 24 V) angelegt wird, auf der Unterseite angeordnet. Um einen solchen Leistungsübertragungspfad zu bilden, werden die in 3A dargestellten Buskomponenten 100 kontinuierlich gekoppelt. In der in 4A veranschaulichten Form sind durch die Kopplung von fünf in 3A dargestellten Buskomponenten, die den jeweiligen Bereichen Z1 bis Z5 entsprechen, die Energieversorgungspfade 102, 103 der Buskomponenten 100 elektrisch kontinuierlich, und schließlich kann ein derartiger kontinuierlicher Leistungsübertragungspfad gebildet werden, wie in 4A veranschaulicht. Soll die Länge des Leistungsübertragungspfades angepasst werden, reicht es aus, die Anzahl der zu koppelnden Buskomponenten 100 anzupassen.
In 4B werden derartige Leistungsübertragungspfade auf der Oberseite und der Unterseite wie in 4A gebildet, wobei jedoch jeder der Leistungsübertragungspfade auf der Unterseite in einen linken Bereich L21 und einen rechten Bereich L22 aufgeteilt ist. Beispielsweise kann in einem oberen Bereich L1 ein Leistungsübertragungspfad angeordnet sein, an dem eine hohe Spannung (z.B. 350 V) anliegt, im unteren und linken Bereich L21 ein Leistungsübertragungspfad, an dem eine niedrige Spannung (z.B. 24 V) anliegt, und im unteren und rechten Bereich L22 ein Leistungsübertragungspfad, an dem eine niedrigere Spannung (z.B. 12 V) anliegt. Die an den linken Bereich L21 und den rechten Bereich L22 angelegten Spannungen können identisch sein. Ein Vorteil derartiger Leistungsübertragungspfade besteht darin, dass eine Vielzahl von Arten von Stromversorgungsspannungen kompakt bereitgestellt werden kann, und dass einer Antriebsvorrichtung, beispielsweise einem Motor, auf einfache Weise Antriebsleistung zugeführt werden kann. Um die Leistungsübertragungspfade derartiger Gestalten zu bilden, wird die in 3A veranschaulichte Buskomponente 100 als die Buskomponente 100 vorbereitet, die jedem der Bereiche Z1 bis Z2 und Z4 bis Z5 entspricht, und die in 3B veranschaulichte Buskomponente 100 wird ferner als die Buskomponente 100 vorbereitet, die dem Bereich Z3 entspricht. Wenn dann die Buskomponenten 100 in der Reihenfolge der Regionen gekoppelt sind, werden die Energieversorgungspfade 102, 103 der Buskomponenten elektrisch gekoppelt, um die in 4B veranschaulichten Leistungsübertragungspfade zu bilden.
In 4C sind die Leistungsübertragungspfade auf der Oberseite und der Unterseite wie in 4B gebildet, aber der Leistungsübertragungspfad ist derart über die Bereiche Z1 bis Z5 im Leistungsübertragungspfad im oberen Bereich L1 gebildet, und der Leistungsübertragungspfad ist nicht in den Bereichen Z1 und Z2, sondern in den Bereichen Z3 bis Z5 im Leistungsübertragungspfad im unteren Bereich L2 gebildet. Die Leistungsübertragungspfade stimmen im Wesentlichen mit den in 2 veranschaulichten Leistungsübertragungspfaden 11, 12 überein. Das heißt, der Leistungsübertragungspfad in einem ersten Bereich L1 entspricht dem Leistungsübertragungspfad 11, und der Leistungsübertragungspfad im zweiten Bereich L2 entspricht dem Leistungsübertragungspfad 12. An dieser Stelle wird ein Verfahren zur Bildung der Leistungsübertragungspfade derartiger Gestalten mit Bezug auf ein in 5 dargestelltes Flussdiagramm beschrieben. Zunächst wird in S101 das in 3B veranschaulichte Busbauteil 100 als das jedem der Bereiche Z1 bis Z2 entsprechende Busbauteil 100 vorbereitet, und ferner wird das in 3A veranschaulichte Busbauteil 100 als das jedem der Bereiche Z3 bis Z5 entsprechende Busbauteil 100 vorbereitet. Dann können die Buskomponenten 100 in der Reihenfolge der Regionen gekoppelt werden. Zu diesem Zeitpunkt sind die Buskomponenten 100 auf einer Ebene angeordnet, so dass die Kanten 104, 105 benachbarter Komponenten in Kontakt miteinander sind.
Dann wird in S102 der Wandler (Spannungswandler) 15 an den in S101 konstruierten Leistungsübertragungspfad angeschlossen. Wie vorstehend beschrieben, ist der Wandler 15 ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, und der Leistungsübertragungspfad in einem ersten Bereich L1 ist eine Eingangsseite, und der Leistungsübertragungspfad im zweiten Bereich L2 ist eine Ausgangsseite. Das heißt, der Wandler 15 führt einen Spannungsumwandlungsprozess der Umwandlung der angelegten Spannung (z.B. 350 V) des Leistungsübertragungspfads in dem ersten Bereich L1 in eine gewünschte Spannung (z.B. 24 V) aus und legt die Spannung an den Leistungsübertragungspfad in dem zweiten Bereich L2 an. Zu diesem Zeitpunkt wird in S102 der Wandler 15 so angebracht, dass er in den in S101 gebildeten Leistungsübertragungspfad in dem ersten Bereich L1 und den Leistungsübertragungspfad in dem zweiten Bereich L2 derart eingreift, dass ein eingangsseitiger Anschluss 16 des Wandlers 15 in Kontakt mit dem Leistungsübertragungspfad in dem ersten Bereich L1 und ein ausgangsseitiger Anschluss 17 in Kontakt mit dem Leistungsübertragungspfad in dem zweiten Bereich L2 steht. Dadurch wird die Eingabe in den Umrichter 15 und die Ausgabe aus dem Wandler 15 ermöglicht. Für die Nachrüstung des vorbestimmten Prozessgeräts wird vorzugsweise eine bekannte Befestigungstechnik (z. B. Einklinken, Verschrauben, usw.) verwendet, um den Kontakt zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss mit den jeweiligen Leistungsübertragungspfaden stabil zu halten.
Dann wird in S103 beispielsweise der Wandler 10 angesteuert, um dem Leistungsübertragungspfad in einem ersten Bereich L1 Leistung zuzuführen, und die angelegte Spannung wird auf 350 V eingestellt. Dann wird die Leistung nach der Spannungsumwandlung auf 24 V durch den Spannungsumwandlungsprozess des Wandlers 15 an den Leistungsübertragungspfad im zweiten Bereich L2 ausgegeben. Dadurch kann die angelegte Spannung des Leistungsübertragungspfads auf der Seite des zweiten Bereichs L2 auf 24 V eingestellt werden. Der Leistungsübertragungspfad ist beispielsweise mit der in 1 und 2 veranschaulichten Relaiseinrichtung 4 verbunden und kann der Relaiseinrichtung 4 in geeigneter Weise Energie zuführen.
Durch den Aufbau des Leistungsübertragungspfades nach dem in 5 veranschaulichten Verfahren und die Anbringung des Wandlers 15 nach dem Aufbau des Leistungsübertragungspfades, wie vorstehend beschrieben, kann der Leistungsübertragungspfad im zweiten Bereich L2 auf einfache Weise in einen Zustand gebracht werden, in dem eine gewünschte Spannung anliegt. Der Wandler 15 wird sozusagen nachträglich an den Leistungsübertragungspfad angebracht, derart, dass die Einbaulage und dergleichen relativ angepasst werden kann. Der Leistungsübertragungspfad selbst kann durch die Kombination (Kopplung) der Buskomponenten 100 ebenfalls in Länge und Gestalt beliebig angepasst werden, derart kann auch die Position des Wandlers 15 mit einem hohen Freiheitsgrad angepasst werden, so dass die DC-Busvorrichtung 50 einfach gebildet werden kann, der Benutzerkomfort verbessert wird und die DC-Busvorrichtung 50 kompakt gestaltet werden kann.
Als nächstes werden in 4D, wie in 4B, die Leistungsübertragungspfade auf der Oberseite bzw. der Unterseite gebildet, aber für den Leistungsübertragungspfad auf der Unterseite wird ein aufgeteilter Leistungsübertragungspfad in dem Bereich Z3 gebildet. Um die Leistungsübertragungspfade derartiger Gestalten zu bilden, wird die in 3A veranschaulichte Buskomponente 100 als die Buskomponente 100 vorbereitet, die jedem der Bereiche Z1 bis Z2 und Z4 bis Z5 entspricht, und die in 3F veranschaulichte Buskomponente 100 wird ferner als die Buskomponente 100 vorbereitet, die dem Bereich Z3 entspricht. Wenn dann die Buskomponenten 100 in der Reihenfolge der Regionen gekoppelt sind, werden die Energieversorgungspfade 102, 103 der Buskomponenten elektrisch gekoppelt, um die in 4D veranschaulichten Leistungsübertragungspfade zu bilden. In den Leistungsübertragungspfaden der 4D sind insbesondere die Leistungsübertragungspfade in den unteren zweiten Bereichen L21, L22 elektrisch diskontinuierlich zwischen den Bereichen Z1 bis Z2 und den Bereichen Z4 bis Z5.
Zu solchen Leistungsübertragungspfaden wird an der Stelle des Bereichs Z3 ein Wandler 150 nachgerüstet. Ähnlich wie der Wandler 15 ist der Wandler 150 ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (DC-to-DC converter), und der Anschluss 16 auf der Eingangsseite ist mit dem Leistungsübertragungspfad im ersten Bereich L1 in Kontakt. Der Wandler 150 umfasst zwei Spannungsumwandlungsschaltungen und ist dazu eingerichtet, eine von dem Anschluss 16 eingegebene Spannung in zwei unterschiedliche Spannungen (z. B. 24 V und 12 V) umzuwandeln und die beiden unterschiedlichen Spannungen auszugeben. Von zwei Anschlüssen auf der Ausgangsseite des Wandlers 150 steht ein Anschluss 171 in Kontakt mit dem Leistungsübertragungspfad im linken Bereich L21 (entspricht hauptsächlich den Bereichen Z1 und Z2) im zweiten Bereich, und der verbleibende Anschluss 172 steht in Kontakt mit dem Leistungsübertragungspfad im rechten Bereich L22 im zweiten Bereich (entspricht hauptsächlich den Bereichen Z4 und Z5). Es sei darauf hingewiesen, dass die Nachrüstung des Wandlers 150 mit Bezug auf 4C und 5 beschrieben ist.
Durch eine solche Konfiguration kann die angelegte Spannung des Leistungsübertragungspfades im Bereich L21 auf 24 V und die angelegte Spannung des Leistungsübertragungspfades im Bereich L22 durch den Umrüstvorgang des Wandlers 150 auf 12 V eingestellt werden, wodurch der Aufbau der Leistungsübertragungspfade mit unterschiedlichen Spannungen erleichtert wird.
<Änderung der Formation des Leistungsübertragungspfades>
Nachfolgend wird mit Bezug auf 6 eine Modifikation des Aufbaus des Leistungsübertragungspfades unter Verwendung der in 3A bis 3I dargestellten Buskomponenten veranschaulicht. In der in 6 veranschaulichten Form sind die Buskomponenten mit den Bezugszeichen 200 und 300 gekennzeichnet. In der Buskomponente 200 ist derart ein Energieversorgungspfad 201 gebildet. Die Konfigurationen der Buskomponente 200 und des Energieversorgungspfades 201 entsprechen den Konfigurationen, die in 3A und dergleichen eingerichtet sind. Benachbarte Buskomponenten 200 sind so gekoppelt, dass ihre Kanten miteinander in Kontakt stehen, wobei ein oberer Leistungsübertragungspfad 250 durch die kontinuierlichen Energieversorgungspfade 201 gebildet wird. In ähnlicher Weise wird in einer Buskomponente 300 ein Leistungsübertragungspfad 301 gebildet, und die benachbarten Buskomponenten 300 sind so gekoppelt, dass ihre Kanten miteinander in Kontakt stehen, wobei ein unterer Leistungsübertragungspfad 350 durch die kontinuierlichen Leistungsübertragungspfade 301 gebildet wird. In der in 6 veranschaulichten Form sind fünf Buskomponenten 200, 300 in einer Linie auf einer Ebene angeordnet.
Anschließend wird ein Wandler 400 so nachgerüstet, dass er zwischen dem oberen Leistungsübertragungspfad 250 und dem unteren Leistungsübertragungspfad 350 eingefügt wird. Ähnlich wie der Wandler 15 ist der Wandler 400 ein Gleichstromwandler, dessen Eingangsklemme 401 mit dem oberen Leistungsübertragungspfad 250 in Kontakt steht. Ähnlich wie der Wandler 15 umfasst der Wandler 400 eine Spannungsumwandlungsschaltung und ist so eingerichtet, dass er die von der Klemme 401 eingegebene Spannung an eine Klemme 402 ausgeben kann. Der ausgangsseitige Anschluss 402 des Wandlers 400 steht mit dem unteren Leistungsübertragungspfad 350 in Kontakt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Nachrüstung des Wandlers 450 mit Bezug auf 4C und 5 beschrieben ist.
Wenn beispielsweise eine Spannung von 350 V durch den Wandler 10 oder dergleichen an den oberen Leistungsübertragungspfad 250 angelegt wird und der Wandler 400 so eingerichtet ist, dass er einen Spannungsumwandlungsprozess von 350 V in 24 V ausführen kann, wird eine Spannung von 24 V an den unteren Leistungsübertragungspfad 350 angelegt. Auf diese Weise kann die DC-Busvorrichtung durch den nachträglichen Einbau des Wandlers 400 zwischen den beiden Leistungsübertragungspfaden im Vergleich zu den in den 4C und 4D veranschaulichten Formen dreidimensional aufgebaut werden.
<Weitere Modifikationen>
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Leistungsübertragungspfad derart gebildet, dass er ein auf elektrische Leistung bezogenes Signal überträgt, doch kann der Leistungsübertragungspfad stattdessen auch als ein Pfad zur Übertragung eines auf Informationen (Daten) bezogenen Signals gebildet werden. Selbst in einem solchen Fall kann ein Leistungsübertragungspfad für die Informationsübertragung mit einer gewünschten Länge und Gestalt gebildet werden, indem die in den 3A bis 3I veranschaulichten Buskomponenten und dergleichen miteinander verbunden werden. In einem solchen Leistungsübertragungspfad für die Informationsübertragung kann eine Verstärkervorrichtung oder dergleichen, die einen vorbestimmten Prozess (z.B. einen Signalverstärkungsprozess usw.) an einem übertragenen Signal ausführt, später anstelle des Wandlers 15 oder dergleichen an den Leistungsübertragungspfad angeschlossen werden.
<Anhang 1>
Verfahren zur Übertragung eines Signals an einen Leistungsübertragungspfad, das Verfahren umfassend:

einen ersten Schritt (S101), in dem ein erster Leistungsübertragungspfad (11) und ein zweiter Leistungsübertragungspfad (12) eingerichtet werden;
einen zweiten Schritt (S102), in dem ein vorbestimmtes Prozessgerät (15), das abnehmbar ist, zwischen dem ersten Leistungsübertragungspfad (11) und dem zweiten Leistungsübertragungspfad (12) derart angebracht wird, dass ein Eingangsanschluss (16) des vorbestimmten Prozessgeräts (15) mit dem ersten Leistungsübertragungspfad (11) in Kontakt ist und dass ein Ausgangsanschluss (17) des vorbestimmten Prozessgeräts (15) mit dem zweiten Leistungsübertragungspfad (12) in Kontakt ist; und
einen dritten Schritt (S103), in dem ein Eingangssignal dem ersten Leistungsübertragungspfad (11) zugeführt und ein Ausgangssignal an den zweiten Leistungsübertragungspfad (12) ausgegeben wird, das von dem vorbestimmten Prozessgerät (15) erhalten wird, das einen vorbestimmten Prozess an dem Eingangssignal ausführt.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2018021534 [0002]
JP 5115173 [0002]
JP 2017184398 [0002]

Claims

Signalübertragungsverfahren zu einem Leistungsübertragungspfad, das Verfahren umfassend: einen ersten Schritt, in dem ein erster Leistungsübertragungspfad und ein zweiter Leistungsübertragungspfad angeordnet werden; einen zweiten Schritt, in dem ein vorbestimmtes Prozessgerät, das abnehmbar ist, zwischen dem ersten Leistungsübertragungspfad und dem zweiten Leistungsübertragungspfad derart angebracht wird, dass ein Eingangsanschluss des vorbestimmten Prozessgerätes in Kontakt mit dem ersten Leistungsübertragungspfad steht und dass ein Ausgangsanschluss des vorbestimmten Prozessgerätes in Kontakt mit dem zweiten Leistungsübertragungspfad steht; und einen dritten Schritt, in dem ein Eingangssignal dem ersten Leistungsübertragungspfad zugeführt wird und ein Ausgangssignal, das durch Ausführen eines vorbestimmten Prozesses an dem Eingangssignal durch das vorbestimmte Prozessgerät erhalten wird, an den zweiten Leistungsübertragungspfad ausgegeben wird.
Leistungsübertragungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das vorbestimmte Prozessgerät dazu eingerichtet ist, einen Spannungsumwandlungsprozess als den vorbestimmten Prozess an einem in den Eingangsanschluss eingegebenen Signal auszuführen; und im dritten Schritt der Spannungsumwandlungsprozess an dem dem ersten Leistungsübertragungspfad zugeführten Eingangssignal durch das vorbestimmte Prozessgerät ausgeführt wird, und die Spannung des zweiten Leistungsübertragungspfads unter Verwendung des Ausgangssignals auf eine vorbestimmte Spannung eingestellt wird.
Leistungsübertragungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei im ersten Schritt der erste Leistungsübertragungspfad und der zweite Leistungsübertragungspfad in der gleichen Ebene angeordnet sind; und im zweiten Schritt das vorbestimmte Prozessgerät so angebracht wird, dass es in den ersten Leistungsübertragungspfad und den zweiten Leistungsübertragungspfad eingreift.
Leistungsübertragungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei im ersten Schritt der erste Leistungsübertragungspfad und der zweite Leistungsübertragungspfad auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind; und im zweiten Schritt das vorbestimmte Prozessgerät so angebracht wird, dass es zwischen dem ersten Leistungsübertragungspfad und dem zweiten Leistungsübertragungspfad eingeschlossen ist.
Verfahren zur Leistungsübertragung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das vorbestimmte Prozeßgerät einen ersten Ausgangsanschluss und einen zweiten Ausgangsanschluss mit unterschiedlichen Ausgangsspannungen aufweist; der zweite Leistungsübertragungspfad zwei diskontinuierliche Leistungsübertragungspfade umfasst; und wenn das vorbestimmte Prozeßgerät im zweiten Schritt angebracht wird, der erste Ausgangsanschluß in Kontakt mit einem der beiden diskontinuierlichen Leistungsübertragungspfade kommt und der zweite Ausgangsanschluß in Kontakt mit dem anderen der beiden diskontinuierlichen Leistungsübertragungspfade kommt.
Verfahren zur Leistungsübertragung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im ersten Schritt eine Vielzahl von Buskomponenten vorbereitet wird, wobei die Buskomponenten jeweils ein Grundelement und einen ersten Energieversorgungspfad und einen zweiten Energieversorgungspfad umfassen, die derart ausgebildet sind, dass sie sich von einer Kante zur anderen Kante eines Satzes von gegenüberliegenden Kanten des Grundelements erstrecken; und eine Kante einer der Buskomponenten mit einer Kante einer anderen der Buskomponenten in Kontakt gebracht wird, um beide Buskomponenten miteinander zu koppeln, und der erste Energieversorgungspfad und der zweite Energieversorgungspfad in einer der Buskomponenten und der erste Energieversorgungspfad und der zweite Energieversorgungspfad in der anderen Buskomponente verbunden werden, um den ersten Leistungsübertragungspfad und den zweiten Leistungsübertragungspfad zu bilden.